一種自固化包膜緩控釋肥料及其製備方法與流程
2023-05-11 08:42:01 2
本發明涉及肥料技術領域，更具體的涉及一種自固化包膜緩控釋肥料及其製備方法。
背景技術：
以尿素為主的氮肥，其硝解和氨化的速度很快，在目前的農作物種植當中，往往造成前期氮肥過剩，造成徒長，而後期脫肥，目前我國氮肥利用率只有30％。緩控釋肥料的發展是迫在眉睫。緩控釋肥作為一種環保型的高新技術產品，具有提高化肥利用率，減少化肥使用量和施肥次數，節省勞動力，減少對環境汙染，提高農產品品質等優點，是科學施肥技術的載體和肥料發展的一個趨勢。
目前國內外包膜控釋肥料的類型主要有：無機物包膜肥料和有機聚合物膜肥料兩大類。無機物包膜肥料國內主要是以磷礦粉、鈣鎂磷肥、硫磺、滑石粉、石膏粉、粉煤灰、有機或無機粘結材料作為包膜材料，這些無機包膜肥料雖然不會產生汙染且價格便宜，製作簡單，但養分控釋性能差，氮素利用率低，一次施用容易導致作物在後期有脫肥現象；網外主要以硫包衣尿素(scu)為代表，其價格雖然不高且塗層是作物所必需的營養元素，但也存在養分難釋放、硫塗層易氧化破碎、長期大量施用易造成土壤酸化的問題。這些缺點限制了這類肥料的發展。
有機聚合物包膜肥料可分為熱塑性和熱固性樹脂兩種類型的包膜控釋肥料，此類產品控釋性能較好。熱塑性樹脂包膜的控釋肥料以日本的「meister」為代表，熱固性樹脂包膜的控釋肥料主要以美國的「osmocote」為代表。這類包膜控釋肥料多是先將包膜樹脂用溶劑溶解後釆用流化床工藝進行包膜。此工藝雖然塗膜均勻，但其能耗高，溶劑大多有毒且難以全部回收，易造成生產車間及周圍環境的汙染，而且工藝複雜難以實現大批量生產；在國內，有機聚合物包膜肥料以中國專利cn1569773(200410024049.7)所述熱固性環氧樹脂包膜控釋肥料為代表，此專利較上述有機聚合物包膜肥料解決了包膜工藝複雜，有機溶劑對生產車間及其周圍環境汙染的問題，但這類肥料的共同缺點是：a、包膜材料生物不可降解，容易造成「白色汙染」，b、生產成本高。c、適用的作物範圍窄，僅適用於園藝作物、草坪、高爾夫球場和觀賞植物等。
技術實現要素：
本發明的目的在於克服目前包膜控釋肥料存在的不足，提供一種自固化包膜緩控釋肥料及其製備方法，將凹凸棒黏土作為肥料的載體用於緩釋肥料的製備，從而在降低成本、簡化製備工藝、提供微量元素等方面發揮作用。
本發明是這樣實現的，一種自固化包膜緩控釋肥料的製備方法，包括製備肥料內核和製備緩控釋層兩個工序；
1)製備肥料內核：在圓盤造粒機內加入1.0-2.0mm的尿素顆粒，噴入適量霧化水使其表面潤溼，然後在圓盤造粒機旋轉的情況下，加入以重量比3:6:5混合均勻的凹凸棒黏土、尿素、磷酸二氫鉀粉末，使混合物粉末包裹在尿素顆粒外層，得到肥料內核；
2)製備緩控釋層：再次噴入適量霧化水，然後在圓盤造粒機旋轉的情況下加入海藻酸鈉粉末，使海藻酸鈉粉末包裹在肥料內核外層，然後向顆粒肥料噴入濃度為5％的氯化鈣溶液，隨後噴入膠液，使膠液均勻分布在顆粒肥料的表面，然後，將消石灰粉噴撒於顆粒肥料表面，繼續旋轉直至顆粒肥料被均勻包覆為止，最後，將被包覆的顆粒肥料烘乾過篩，即可製成自固化包膜緩控釋肥料。
優選地，所述顆粒肥料、膠液和消石灰粉三者的重量之比為70：0.5-0.8：20～25。
優選地，所述膠液為濃度8％的海藻膠溶液。
本發明還提供了一種採用上述的製備方法製備的自固化包膜緩控釋肥料。
相對於現有技術，本發明具有如下有益效果：
本發明提供了一種自固化包膜緩控釋肥料及其製備方法，將凹凸棒黏土作為肥料的載體用於緩釋肥料的製備，能夠降低緩釋肥料的製備成本，同時能夠在簡化製備工藝、提供微量元素等方面發揮作用。
具體實施方式
下面將結合實施例對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
以下實施例所用原料如未做特殊說明，均為市售產品。
實施例1
本實施例進行自固化包膜緩控釋肥料的製備，方法如下：
步驟1：在圓盤造粒機內加入1.0-2.0mm的尿素顆粒，噴入適量霧化水使其表面潤溼，然後在圓盤造粒機旋轉的情況下，加入以重量比3:6:5混合均勻的凹凸棒黏土、尿素、磷酸二氫鉀粉末，使混合物粉末包裹在尿素顆粒外層，得到肥料內核；
步驟2：再次噴入適量霧化水，然後在圓盤造粒機旋轉的情況下加入海藻酸鈉粉末，使海藻酸鈉粉末包裹在肥料內核外層，然後向肥料顆粒噴入濃度為5％的氯化鈣溶液，對海藻酸鈉進行交聯，交聯後的海藻酸鈉作為肥料內層包膜，隨後噴入濃度8％的海藻膠溶液，使海藻膠溶液均勻分布在顆粒肥料的表面，然後，將消石灰粉噴撒於顆粒肥料表面，繼續旋轉直至顆粒肥料被均勻包覆為止，最後，將被包覆的顆粒肥料烘乾過篩，即可製成自固化包膜緩控釋肥料。在本實施例中，顆粒肥料、海藻膠溶液和消石灰粉三者的重量之比為70：0.5：20，此處重量比中所提及的顆粒肥料為噴入氯化鈣溶液前的顆粒重量。
實施例2
本實施例進行自固化包膜緩控釋肥料的製備，方法如下：
步驟1：在圓盤造粒機內加入1.0-2.0mm的尿素顆粒，噴入適量霧化水使其表面潤溼，然後在圓盤造粒機旋轉的情況下，加入以重量比3:6:5混合均勻的凹凸棒黏土、尿素、磷酸二氫鉀粉末，使混合物粉末包裹在尿素顆粒外層，得到肥料內核；
步驟2：再次噴入適量霧化水，然後在圓盤造粒機旋轉的情況下加入海藻酸鈉粉末，使海藻酸鈉粉末包裹在肥料內核外層，然後向肥料顆粒噴入濃度為5％的氯化鈣溶液，對海藻酸鈉進行交聯，交聯後的海藻酸鈉作為肥料內層包膜，隨後噴入濃度8％的海藻膠溶液，使海藻膠溶液均勻分布在顆粒肥料的表面，然後，將消石灰粉噴撒於顆粒肥料表面，繼續旋轉直至顆粒肥料被均勻包覆為止，最後，將被包覆的顆粒肥料烘乾過篩，即可製成自固化包膜緩控釋肥料。在本實施例中，顆粒肥料、海藻膠溶液和消石灰粉三者的重量之比為70：0.6：25，此處重量比中所提及的顆粒肥料為噴入氯化鈣溶液前的顆粒重量。
實施例3
本實施例進行自固化包膜緩控釋肥料的製備，方法如下：
步驟1：在圓盤造粒機內加入1.0-2.0mm的尿素顆粒，噴入適量霧化水使其表面潤溼，然後在圓盤造粒機旋轉的情況下，加入以重量比3:6:5混合均勻的凹凸棒黏土、尿素、磷酸二氫鉀粉末，使混合物粉末包裹在尿素顆粒外層，得到肥料內核；
步驟2：再次噴入適量霧化水，然後在圓盤造粒機旋轉的情況下加入海藻酸鈉粉末，使海藻酸鈉粉末包裹在肥料內核外層，然後向肥料顆粒噴入濃度為5％的氯化鈣溶液，對海藻酸鈉進行交聯，交聯後的海藻酸鈉作為肥料內層包膜，隨後噴入濃度8％的海藻膠溶液，使海藻膠溶液均勻分布在顆粒肥料的表面，然後，將消石灰粉噴撒於顆粒肥料表面，繼續旋轉直至顆粒肥料被均勻包覆為止，最後，將被包覆的顆粒肥料烘乾過篩，即可製成自固化包膜緩控釋肥料。在本實施例中，顆粒肥料、海藻膠溶液和消石灰粉三者的重量之比為70：0.8：25，此處重量比中所提及的顆粒肥料為噴入氯化鈣溶液前的顆粒重量。
凹凸棒黏土是一種一維方向為納米結構的鏈層狀矽酸鹽黏土礦物，具有較大的比表面積和陽離子交換容量。此外，其中含有豐富的元素，包括鉀、磷、鈣、鎂、矽、鐵和錳等。由於凹凸棒黏土具有特殊的物理化學性質，已在石油、化工、造紙、建材、醫藥等方面得到了廣泛應用。凹凸棒黏土在我國有豐富的儲量，主要分布於江蘇、安徽、甘肅等省份。
為了提高肥料的利用率和減少由於過度施肥而帶來的環境汙染，本發明實施例提供了一種自固化包膜緩控釋肥料的製備方法，該製備方法以凹凸棒黏土作為肥料的載體，將尿素、磷酸二氫鉀包埋於凹凸棒黏土基質中作為肥料的內核，海藻酸鈉作為肥料內層包膜，以消石灰粉作為緩控釋層，進行緩釋肥料的製備，所製備的肥料樣品粒徑可控制在2.5-4mm之間，平均抗壓強度可達28n以上，同時可減少海藻膠溶液的使用量。通過對該自固化包膜緩控釋肥料的性能進行研究，得出以下結論：實施例1-3所製備的肥料具有較好的緩釋效果，營養元素氮、磷、鉀在60天內在土壤中的釋放百分率分別為95％、92％、93％。本發明將凹凸棒黏土引入緩控釋肥料的製備中，不僅可以起到緩釋的作用，還可以提供多種營養元素。同時，本發明肥料的緩控釋層在土壤中水分的長期浸泡，可微溶於水，最終達到緩控釋的效果。消石灰在空氣中由氫氧化鈣變成碳酸鈣，而具有一定的強度，而碳酸鈣在水中形成碳酸氫鈣，碳酸氫鈣微溶於水，可逐漸消化於土壤當中。因此該緩控釋層自身可在空氣中硬化，可顯著降低膠粘劑用量；同時該緩控釋層在水中可逐漸溶解釋放出內層有效物質，緩控釋層最終不會形成硬塊，並釋放出微鹼性物質，改良土壤酸化板結，同時釋放的鈣元素為植物所需要的重要元素。該發明除具備很好的緩釋效果外，還具有減少膠粘劑用量，節能，降低成本，改良土壤等多種輔助效果。
儘管已描述了本發明的優選實施例，但本領域內的技術人員一旦得知了基本創造性概念，則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以，所附權利要求意欲解釋為包括優選實施例以及落入本發明範圍的所有變更和修改。
顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和範圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬於本發明權利要求及其等同技術的範圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。